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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Proposte o invenzioni ecologiche

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motore a vapore alimentato a biomassa?
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dreammer
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Inviato il: 01/04/2022 17:42:01

Ecco come funzionavano le Stanley cars, auto a vapore dei primi anni 900. Utilizzavano un serbatoio d'acqua sotto pressione a 40 atm. Viene anche descritto come facevano per accelerare. Veniva usata la benzina per produrre vapore. Il rendimento era di 12 miglia per gallone, approssimativamente 22 litri per 100 km.

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Modificato da dreammer - 01/04/2022, 18:05:18
 

lupocattivo

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Inviato il: 01/04/2022 18:47:40

Ma hai letto bene come funzionano?

Per prima cosa devi ottenere una bella caldaiona calda, anzi caldissima e a 40 atmosfere... Diciamo che il focolare va acceso un quarto d'ora prima se come dicono la temperatura è di 150°C...

"...Stanley steamers generate steam in drum shaped boilers ranging from 14" to 30" in diameter and from 14" to 18" in height..."

Quindi prendiamo il piccolo da 14 pollici = 35,56 cm e alto sempre 14 pollici quindi conterrà (35,56/2)2*π = 35litri...

Per portare in temperatura la macchina in 14 minuti occorrerà una potenza al focolare di 24kW e alla fine avremo una riserva disponibile di 5698,7 Wh.

E non si può mica fare come con le nostre auto: giri la chiave e bruuuuum pronti via... Al massimo un paio di minuti di riscaldamento...

Per farci un'idea servirebbero 2,5 litri di Gasolio oppure 6 Chili di buona legna, anche se la caldaia con 500 tubi fumieri, con la legna mi sa che si intasa subito...

Fosse leggera come le attuali questi suoi quasi 6 kWh impallidiscono difronte ai 30 delle più piccole elettriche. Diciamo che però il focolore mica lo spegni e lo alimenti anche durante la corsa, ma ricorda bene che aggiungono: "...Non-condensing cars required about a gallon of water per mile or two but later condensing cars greatly improved this efficiency to the neighborhood 10 miles per water gallon..."

Quindi se 1 gallone vale 3.8 litri circa, quella più sparagnina (condensazione) con ogni litro puoi percorrere 16 chilometri, quindi devi avere una riserva d'acqua oltre che di combustibile e in tutti i casi dipenderà da quanto veloce vorrai andare.

Altra osservazione è che devi calcolare preventivamente quanto riscaldare l'acqua, altrimenti corri il rischio che se torni a casa con la caldaia al top, sarà tutta energia persa e poi ti sfido a parcheggiare un'auto "rovente" in una normale autorimessa...

Ho fatto i conteggi con tanto, ma proprio tanto ottimismo e ora lascio immaginare a voi per quale motivo non hanno avuto successo...

 

dreammer
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Inviato il: 02/04/2022 01:24:47

Ho trovato un altro link interessante sul funzionamento di una
Stanley a vapore. LINK

Dalla tabella che avevo postato in precedenza c'è scritto che a 150°C abbiamo una pressione di soli 4.8 atm. Mi pare che nel boiler ci sono 40 atm e che il vapore una volta lasciato il boiler venga surriscaldato di altri 150°C(150-degrees or so of additional superheat energy) prima di finire nei cilindri. Se fosse così il vapore dovrebbe superare la temperatura critica prima di andare nei cilindri, incapace di liquefare.
Infatti siamo a 250°C(40 bar) + 150°C = 400°C (La temperatura critica dell'acqua è di 374°C). Sarà un caso perché non vedo il motivo per cui doveva superare la temp. critica.
Per metterla in moto era un bel problema. Avrebbero dovuto mettere un secondo serbatoio molto più piccolo per la partenza, fintantoché andava in temperatura quello grande.

 

tuttoener

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Inviato il: 02/04/2022 10:23:58

CITAZIONE (lupocattivo, 01/04/2022 18:47:40 ) Discussione.php?216814&2#MSG16

Ma hai letto bene come funzionano?

Per prima cosa devi ottenere una bella caldaiona calda, anzi caldissima e a 40 atmosfere... Diciamo che il focolare va acceso un quarto d'ora prima se come dicono la temperatura è di 150°C...

"...Stanley steamers generate steam in drum shaped boilers ranging from 14" to 30" in diameter and from 14" to 18" in height..."

Quindi prendiamo il piccolo da 14 pollici = 35,56 cm e alto sempre 14 pollici quindi conterrà (35,56/2)2*π = 35litri...

Per portare in temperatura la macchina in 14 minuti occorrerà una potenza al focolare di 24kW e alla fine avremo una riserva disponibile di 5698,7 Wh.

E non si può mica fare come con le nostre auto: giri la chiave e bruuuuum pronti via... Al massimo un paio di minuti di riscaldamento...

Per farci un'idea servirebbero 2,5 litri di Gasolio oppure 6 Chili di buona legna, anche se la caldaia con 500 tubi fumieri, con la legna mi sa che si intasa subito...

Fosse leggera come le attuali questi suoi quasi 6 kWh impallidiscono difronte ai 30 delle più piccole elettriche. Diciamo che però il focolore mica lo spegni e lo alimenti anche durante la corsa, ma ricorda bene che aggiungono: "...Non-condensing cars required about a gallon of water per mile or two but later condensing cars greatly improved this efficiency to the neighborhood 10 miles per water gallon..."

Quindi se 1 gallone vale 3.8 litri circa, quella più sparagnina (condensazione) con ogni litro puoi percorrere 16 chilometri, quindi devi avere una riserva d'acqua oltre che di combustibile e in tutti i casi dipenderà da quanto veloce vorrai andare.

Altra osservazione è che devi calcolare preventivamente quanto riscaldare l'acqua, altrimenti corri il rischio che se torni a casa con la caldaia al top, sarà tutta energia persa e poi ti sfido a parcheggiare un'auto "rovente" in una normale autorimessa...

Ho fatto i conteggi con tanto, ma proprio tanto ottimismo e ora lascio immaginare a voi per quale motivo non hanno avuto successo...


Bisogna tener conto che era iniziato da poco il 1900. Oggi non credo che bisognerebbe rifondere tanta acqua con la condensa, e comunque per le auto è un impresa. Il motore a vapore lo vedrei meglio in treni, camion e mezzi agricoli. Comunque avere magari un auto ibrida plug-in, che compensi la mancanza di autonomia delle macchine elettriche con il pellet sarebbe un idea. In questo caso produrrei energia elettrica con il pellet ed andrei a caricare le batterie, evitando così anche il problema della partenza ritardata. Però il fatto di usare direttamente il vapore per la locomozione mi ispira parecchio. Per le auto comunque non si può avere tanti fumi da biomassa in città...
Comunque, il potere calorifico di 1 kg di pellet di paglia è di circa 15.3e3 kj che corrispondono a circa 3.66e3 Kcal. Sapendo che ogni kcal approssimativamente..aumenta di 1°C 1 litro di acqua allora in teoria per aumentare di 150°C 35 litri di acqua, senza considerare il calore di vaporizzazione perso per evaporazione all'interno del boiler, avremo bisogno di 35 * 150 = 5250 kcal. In pratica in 1.5 kg di pellet c'è energia a sufficienza per aumentare di 150°C 35 litri di acqua, senza evaporazione. Se poi è come dice dreammer, che alla fine la temperatura totale sarà di 400°C allora ci vorrebbero, diciamo, 35*400/3.66e3=3.8 kg di pellet di paglia che poi aumenterebbero a causa dell'evaporazione e del rendimento che sarà sicuramente inferiore al 100%.



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il mio sogno? quello di volare con un dirigibile a idrogeno energeticamente autonomo.

 

lupocattivo

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Inviato il: 02/04/2022 12:50:54

CITAZIONE (tuttoener, 02/04/2022 10:23:58 ) Discussione.php?216814&2#MSG18


...avremo bisogno di 35 * 150 = 5250 kcal. In pratica in 1.5 kg di pellet c'è energia a sufficienza per aumentare di 150°C 35 litri di acqua, senza evaporazione...



Giusto! E quì ecco che il programmino Boiler.0.5.1.exe ci racconta in quanto tempo si raggiunge il risultato... Quindi senza spingerci agli estremi vi metto un filmatino che potrebbe svelare quali sono le operazioni principali per la Trazione a Vapore... Ricordo che le vecchie vaporiere quasi non si spegnevano mai e a scanso di inconvenienti nelle stazioni principali c'era sempre una vaporiera calda anche in tempi di trazione diesel e elettrica...




Risultati con Boiler.0.5.1.exe 35 litri 150° delta 5250 kcal in pratica in 1.5 kg di pellet...

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/U/35litri150gradi_2.jpg



Modificato da lupocattivo - 02/04/2022, 12:56:19
 

dreammer
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Inviato il: 02/04/2022 17:22:49

Bisogna dire che non è difficilissimo autocostruirsi un veicolo a vapore. Il difficile è nel produrlo con un buon rendimento, una buona potenza, ecc...
Stavo pensando ad adoperare l'acqua al posto del vapore, tenuta sotto pressione dal vapore all'interno del boiler. Magari con una piccola turbina idraulica tecnicamente viene meglio. Solo un idea. Prendiamo l'acqua da sotto il boiler insomma, e non il vapore da sopra.

 

lupocattivo

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Inviato il: 02/04/2022 18:02:07

Ti rispondo con un aforisma... Due più Tre fà Cinque, ma anche Tre più Due fà sempre Cinque.

 

tuttoener

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Inviato il: 02/04/2022 18:14:32

Se metti una goccia di acqua liquida a 250°C in un cilindro esplode(per evaporazione tumultuosa)...



Modificato da tuttoener - 02/04/2022, 18:23:26


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lupocattivo

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Inviato il: 02/04/2022 19:03:56

Sapevo che a pressione normale resta liquida sino a 100°C poi è tutta un'altra storia... Se vuoi vedere l'Acqua danzare sul fuoco vai a Questo Link

 

dreammer
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Inviato il: 03/04/2022 00:56:39

CITAZIONE (tuttoener, 02/04/2022 18:14:32 ) Discussione.php?216814&2#MSG22

Se metti una goccia di acqua liquida a 250°C in un cilindro esplode(per evaporazione tumultuosa)...


Era solo un idea. Sarei favorevole a una turbina a vapore, che sfrutterebbe il salto di pressione maggiore possibile, dalla pressione presente nel boiler a 1 atm senza vie di mezzo. Molte navi a vapore di fine 800 e inizi 900 utilizzavano le turbine a vapore...

 

tuttoener

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Inviato il: 03/04/2022 12:06:39

CITAZIONE (lupocattivo, 02/04/2022 12:50:54 ) Discussione.php?216814&2#MSG19


Ricordo che le vecchie vaporiere quasi non si spegnevano mai e a scanso di inconvenienti nelle stazioni principali c'era sempre una vaporiera calda anche in tempi di trazione diesel e elettrica...


Me l'immagino. Dovrebbe viaggiare sempre a meno che non si trovi un sistema che isoli bene il boiler a 250-300°C. Per avere un boiler ben isolato potremmo separarlo dalla caldaia per avere un entrata fisica minima da dove passa il calore. Possibile in linea teorica. Ad es. scaldo un pò di liquido sulla caldaia, questo evapora a 400/500°C e il vapore finisce in zona boiler(tutta isolata) riscaldandolo internamente tramite condensazione(condensa perché la superfice del boiler è a temperatura inferiore) facendo poi ritorno alla caldaia... Il calore di evaporazione di solito ha valori elevati se non elevatissimi, ottimo per trasferire il calore.



Modificato da tuttoener - 03/04/2022, 12:09:50


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dreammer
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Inviato il: 04/04/2022 14:02:39

CITAZIONE (lupocattivo, 02/04/2022 12:50:54 ) Discussione.php?216814&2#MSG19


Quindi senza spingerci agli estremi vi metto un filmatino che potrebbe svelare quali sono le operazioni principali per la Trazione a Vapore...



Il rumore della fiamma nel tubo è simile a certi suoni che avvengono in natura e di cui non se ne capisce l'origine
LINK

Un altro video simile di veicolo a vapore



Modificato da dreammer - 04/04/2022, 14:31:18
 

tuttoener

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Inviato il: 04/04/2022 18:56:23

Bel trattorino a vapore!!
Ci sono anche le versioni maxi.
Stupendi



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dreammer
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Inviato il: 04/04/2022 19:59:32

Allora esistono i trattori a vapore.
Alcuni sono copertissimi, forse sperimentali
e da brevettare.
Non mi piace però il tum-tum dei pistoni.
Figuriamoci il rumore, e non solo, se passassero direttamente da 60 bar a 1. La turbina a vapore potrebbe essere una svolta.

 

dreammer
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Inviato il: 07/04/2022 01:45:02

Guardate cosa ho trovato online.
Una sfida tra un trattore diesel e un trattore a vapore.

 
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